1.一种基于径向力核电用泵环形泵壳水力设计方法,其特征在于,叶轮中心线向下偏离环形压出室中心线设置,设偏心为Δ,利用偏心所形成的压力来平衡与出口相对位置处的径向压力;
定义:环形泵壳出口两侧因叶轮偏心设置所导致的在出口两侧产生的径向压力区域的面积分别为偏心内壁区域面积S1、S2,与环形泵壳出口相对的内壁的区域的面积为S3,S1、S2两处的压力在水平方向的分力相互抵消,合力的方向竖直向上,用以平衡S3处的压力;设:分别用面积S1﹑S2﹑S3近似表示三处区域的在竖直方向上的受力;
即0.9S3≤S2+S1≤1.1S3 (1)S3区域的竖直向下的压力为:
S3=π·(R2-r2)×θ/180°-2×1/2×Δ·r·sin(180°-θ-α) (2)S1、S2区域的竖直向上的合力为:
式中:
R——环形压出室内径;
r——导叶外径;
θ——环形压出室出口所对应的圆心角的一半;
Δ——叶轮中心线偏离环形压出室中心线的值;
α、β、γ——中间变量,sinα=sinθ×Δ/r,sinγ=Δ/r,β=180°-2γ;
使所述偏心Δ满足关系式(1)。
2.根据权利要求1所述的基于径向力核电用泵环形泵壳水力设计方法,其特征在于,选取从小到大的三个运行工况点:(Q1,H1)、(Q2,H2)、(Q3,H3),且以工况点(Q2,H2)为最优工况点;其中:Q1、Q2、Q3分别为三个运行工况点的流量,H1、H2、H3分别为三个运行工况点的扬程;
最优工况点(Q2,H2)下:
S3区域的竖直向下的压力、S1、S2区域的竖直向上的合力分别为式(2)、式(3),偏心Δ满足式(1);
在非最优工况下(Q1,H1)、(Q3,H3)工况条件下,叶轮的偏心分别为:为了减少环形压出室出口结构对应的缺少的部分引起的流动紊乱所造成的损失,利用叶轮中心线偏离环形压出室中心线使得流道减小来抵消流动紊乱的损失,定义扩散段出口对应的偏心区域的面积为S4,扩散段进口对应的缺少部分面积S5;并近似用面积S4﹑S5分别表示扩散段出口对应的偏心区域的压强、扩散段进口对应的泵壳面积处的压强,即:S4=S5 (6)S4﹑S5两处的压强分别为:
S4=2×Δ×r×sinδ (7)式中:
R——环形压出室内径;
r——导叶外径;
θ——环形压出室出口所对应的圆心角的一半;
Δ——叶轮中心线偏离环形压出室中心线的值;
δ——中间变量,
ζ=Dd-2×L·tanψ,其中:ψ为扩散角,取值范围为ψ=8°~12°;L为扩散管高度;Dd为排出口径;
三个运行工况(Q1,H1)、(Q2,H2)、(Q3,H3)条件下的叶轮中心线偏离环形泵壳的环形压出室中心线的值Δ’,应满足式(1)、(4)、(5)所确定的偏心的并集与式(6)所确定的偏心的交集。
3.根据权利要求2所述的基于径向力核电用泵环形泵壳水力设计方法,其特征在于,排出口径 其中Q为流量。
4.根据权利要求2所述的基于径向力核电用泵环形泵壳水力设计方法,其特征在于,扩散管高度L=0.6Dd。